随着互联网连接的世界不断改变着制造和物流行业，多特蒙德工业大学 （TU） 在人机交互研究方面处于领先地位。

在 Vicon 的尖端动作捕捉和 VR 解决方案的帮助下，该大学正在开发创新方法，以实现无人机和机器人在仓库环境中与人的共存。

制造和物流行业面临着一个重大挑战：如何以经济高效且可持续的方式最好地服务于不断增长的电子商务市场——小规模发货越来越小，交货期限越来越短。这就是欧洲领先的技术大学之一多特蒙德工业大学介入的地方。它通过专注于物流和制造环境中的人类活动识别和人体工程学的研究来帮助应对这一挑战。该研究计划由机械工程学院物料搬运和仓储教席领导，并设在跨学科研究中心 InnovationLab 工作。为了提供对指导团队深入了解人类活动和无人机跟踪至关重要的视觉和数据证据，InnovationLab 安装了 Vicon 的尖端动作捕捉系统。该实验室专注于算法和协议的设计和组织，以指导共享空间中的人机交互。该装置包括 30 台 Vicon Vero 和 10 台 Vicon Vantage 动作捕捉摄像机，并结合 Vicon 的 Nexus 和 Tracker 软件来分析捕获的数据。该体积尺寸为 22x10x6 米，是欧洲同类装置中最大的装置之一。InnovationLab 装置最多可容纳 25 人使用，事实证明，它是暑期学校的学生、博士论文作者和计算机科学访客的热门培训和特殊项目设施。

人机交互

nnovationLab 的一个主要项目是通过跟踪无人机来分析人与机器之间的交互，从而改进机器人控制。识别和避免障碍物，尤其是快速且不稳定移动的人，是仓库面临的一个关键挑战。在一个出色的演示中，一个穿着动作捕捉服的人穿过 12 架自主飞行的无人机群。这展示了它们几乎立即做出反应的能力，避免接触并保持最小规定的距离。动作捕捉系统以高达 300 fps 的速度运行，可同时精确处理大量数据和快速响应时间。获得的信息用作在仓库环境中安全使用无人机或机器人的参考系统，以检查无人机传感器是否正常工作，从而改善位置放置并促进决策过程。该实验室还采用机器学习技术，以便无人机能够识别搬运箱子、拣选订单和将货物从一个点运送到另一个点等活动。这使得安全协议的开发成为可能并创造了灵活性，因此将来无人机将不需要固定的基础设施来导航环境。

活动识别以改善人体工程学

InnovationLab 还用于开发一种算法，用于识别 IMU 传感器数据中的活动。为了训练算法，Vicon 的光学动作捕捉系统使用插件步态 （PiG） 可视化人体骨骼，并与来自 Vue 摄像机的视频数据同步，以捕获和完美标记手动仓库任务。然后可以传输算法的架构以部署在 IMU 数据上，而 IMU 数据相对来说很难注释。使用 Vicon 的 Nexus 和 Tracker 数据采集软件，InnovationLab 团队还可以看到肢体的角度。输出用于确定更有效的工作方式、改进工作站放置并避免重复性伤害，为未来工作场所人体工程学研究提供信息。检查的活动包括从提升方式到推车和订单拣选的所有内容。最终，这些数据将改善这些活动的人体工程学，从而提高仓库和生产效率，应用范围扩展到涵盖更高效的工具使用以及人机交互。

虚拟仓库（在有限空间内重建仓库环境的 VR）

另一个正在开发的项目是虚拟重建仓库环境。无需复制典型仓库的精确且通常是巨大的体积，VR 环境就可以提供与现实世界相同的结果，但占用的空间要小得多。使用 Unity 引擎，可以在 InnovationLab 的体积等受限空间内想象出巨大的空间，并在 Vicon 相机的覆盖下用于捕获准确的数据，以便在实际应用中使用。该系统还与激光投影系统相连，以从外部可视化虚拟环境中发生的一切。M.Sc 研究助理 Christopher Reining 评论道：“我们的工作对制造和物流行业具有深远的影响和好处，我们计划整理数据，以确保其他研究人员能够访问和使用这些数据。高级工程师 Moritz Roidl 评论道：“正因为如此，我们选择与 Vicon 合作，因为我们需要最精确和高质量的科学数据，以证明我们的研究具有最高标准。Vicon 团队在一小时内就设置了系统，演示了它的工作原理并展示了数据捕获结果。

“Vicon 团队在现场和电话中提供的专家支持让我们确信他们拥有我们需要的技术专长。”